从肠道到肾脏的“抗衰老密码”:这款益生菌如何改善老年小鼠肾健康?
从肠道到肾脏的“抗衰老密码”:这款益生菌如何改善老年小鼠肾健康?
衰老作为自然且复杂的生物学过程,伴随一系列分子与细胞层面的改变,如DNA损伤、端粒缩短及细胞废物积累,这些变化会导致活性氧(ROS)蓄积,引发氧化应激,进而诱发炎症。这种无明显感染或损伤的“无菌性炎症”以IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎因子升高为特征,被称为“炎症衰老(inflammaging)”,是多种年龄相关疾病的重要诱因,肾脏便是易受其影响的器官之一。肾脏肾小管上皮细胞的衰老会增加炎症因子和纤维化标志物水平,衰老细胞的累积形成促炎环境,加剧老年个体的肾脏损伤与纤维化。例如,衰老肾脏中异常激活的溶血磷脂酸受体1(LPAR1)与慢性炎症和肾纤维化相关,阻断该受体可减少老年小鼠的过度炎症,印证了无菌性炎症在肾脏衰老中的作用。
肠道与肾脏通过“肠-肾轴”紧密关联,共同维持体内稳态。随年龄增长,肠道菌群多样性和功能发生显著变化,导致肠道通透性增加,引发全身性炎症,这与肾脏衰老密切相关。研究表明,肠道菌群年轻化可通过抑制NF-κB信号通路减少老年雄性小鼠肾间质纤维化、延缓肾脏衰老;益生菌补充则能通过减轻肠道炎症、调节炎症巨噬细胞改善老年小鼠肾功能和纤维化。益生菌作为一类足量摄入可对宿主健康有益的活微生物,其中乳杆菌属(如Lactobacillus)具有多种有益特性,例如部分菌株可清除自由基、降低促炎因子水平,甚至延长模式生物寿命。此前研究已证实,本研究使用的副干酪乳酸杆菌MSMC39-1对酒精性肝炎和结肠炎具有抗炎作用,为其在肾脏健康中的应用奠定基础。
鉴于炎症和氧化应激在肾脏衰老中的核心作用,以及益生菌在调节炎症、抗氧化方面的潜力,深入探索益生菌对衰老肾脏的保护机制具有重要意义。目前,关于益生菌如何通过改善“肠-肾轴”、调节氧化应激与炎症以缓解肾脏衰老的研究仍有待完善。因此,本研究旨在以自然衰老小鼠为模型,评估副干酪乳酸杆菌MSMC39-1的抗炎和抗氧化作用,探究其是否能通过减轻肾脏炎症、改善氧化应激、调节肠道健康等途径,延缓肾脏衰老进程,为其作为抗衰老益生菌及预防年龄相关肾病的功能性食品开发提供科学依据。
2025年5月25日,Srinakharinwirot University Sofia D. Forssten团队在Foods在线发表题为“Protective Effects of a Probiotic Lacticaseibacillus paracasei MSMC39-1 on Kidney Damage in Aged Mice: Functional Foods Potential”的研究性论文,副干酪乳杆菌MSMC39-1可能是一种有益的抗衰老益生菌,有潜力减缓肾脏的衰老过程,并为预防与年龄相关的疾病和增强肠道健康的产品提供基础。
图1 由副干酪乳杆菌MSMC39-1产生的条件培养基可保护受损的肾上皮细胞
L. paracasei MSMC39-1条件培养基修复肾脏上皮细胞损伤:高糖(25.5mM)处理导致肾脏上皮细胞(Vero细胞)形态异常、增殖下降;而添加MSMC39-1条件培养基可维持细胞正常形态,显著改善细胞增殖(约提升0.7倍)。
图2 副干酪乳酸杆菌MSMC39-1对老年小鼠肾脏损伤的影响
MSMC39-1减轻老年小鼠肾脏损伤:20月龄未干预老年小鼠(AC组)出现肾小球硬化、系膜细胞增殖及纤维化;经MSMC39-1干预的老年小鼠(AM组)肾脏结构接近6月龄青年小鼠(YC组),纤维化面积和肾小球大小恢复正常。降低血糖并增强肾脏抗氧化防御:AC组血糖和肾脏MDA(氧化应激标志物)显著升高,SOD和GPx(抗氧化酶)活性降低;AM组血糖、MDA水平下降,SOD和GPx活性恢复,接近YC组。
图3 副干酪乳酸杆菌MSMC39-1对老年小鼠高血糖和氧化应激的影响
图4 副干酪乳酸杆菌MSMC39-1对老年小鼠肾脏线粒体DNA(mtDNA)含量的改善作用
改善肾脏线粒体DNA(mtDNA)含量:AC组肾脏mtND1和mtD-loop(mtDNA片段)拷贝数显著高于YC组;AM组mtDNA水平恢复至YC组水平。肾脏抗炎作用:AM组肾脏TNF-α水平显著低于AC组,IL-1β水平略有下降(接近显著)。
图5 对接受副干酪乳酸杆菌MSMC39-1处理的老年小鼠肾脏的抗氧化作用
图6 接受副干酪乳杆菌MSMC39-1处理的老年小鼠结肠损伤改善情况
维持结肠完整性及抗氧化:AC组结肠缩短、杯状细胞减少、炎症浸润及MDA升高;AM组结肠长度恢复,杯状细胞数量增加,炎症评分降低,MDA水平正常。
本研究证实,益生菌副干酪乳酸杆菌MSMC39-1对衰老小鼠肾脏具有显著保护作用。其通过改善肠道结构异常和氧化应激,经“肠-肾轴”减少肾脏促炎因子(如TNF-α)释放,同时增强肾脏抗氧化系统(恢复SOD、GPx活性,降低MDA),从而减轻肾脏纤维化和结构损伤。此外,该益生菌可调节血糖、改善肾脏线粒体DNA稳态,并通过条件培养基直接修复高糖诱导的肾脏上皮细胞损伤。研究揭示了MSMC39-1在维持肠道稳态、缓解肾脏炎症与氧化应激中的关键作用,为其作为抗衰老功能性食品、预防年龄相关肾病提供了实验依据。
参考文献:https://doi.org/10.3390/foods14111874
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